常州易购商业楼建筑结构设计(框架结构)计算书 高明

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1、 装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称常州易购商业楼建筑结构设计学 院 建筑工程学院专业班级土木工程115班姓 名高明学 号119124133毕业设计(论文)的主要内容及要求：本项目为常州市易购商业楼建筑结构设计。建筑总层数为5层，总高度控制在28m 以下，总建筑面积为3000-4000m2。根据具体情况编写建筑设计构想与说明。建筑平面设计要考虑使用功能的特点；立面设计要体现现代化建筑风格，色彩简洁明快。结构设计与计算内容包括：荷载计算；计算简图、内力分析、内力组合及变形验算； 梁、板、柱截面设计及构造措施；基础设计；楼梯设计；其它构件设计。图纸

2、内容包括：建筑部分：建筑设计说明、平面图、立面图、剖面图、楼梯详图、建筑节点详图；结构部分：结构设计说明、基础平面布置图和基础配筋详图、结构平面布置及部分结构节点构造详图；梁、板、柱配筋图及构造详图；楼梯结构布置及配筋详图。论文设计说明书包括任务书、中、外文摘要、目录、文献综述、建筑设计说明书、结构设计计算书、英文资料翻译等内容。 指导教师签字： 摘 要本毕业设计的课题是常州市易购商业楼建筑结构设计，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，总长度为65m，总宽度为23m, 总高度为23m，总建筑面积为5695m2，共五层，底层和其余层层高均为4.2米。本设计贯彻“适用、坚固、经济、美观”按照建筑设

3、计的规范，认真考虑了影响设计的各种因素，考虑到建筑设计的功能、技术和形象。本毕业设计主要完成以下内容：建筑设计：根据建筑的使用功能进行建筑的平面布置及建筑造型设计，并确定建筑材料及绘制建筑施工图；结构设计：结构布置及结构计算简图；确定梁、柱截面尺寸；荷载计算，包括重力荷载、水平地震作用等；荷载效应组合；梁、柱配筋计算；基础设计；绘制结构施工图。本设计统筹考虑了建筑设计和结构设计的和谐统一，做到在合理的条件建筑设计更符合人们的审美观点，结构设计更安全可靠。关键词：建筑设计，结构设计，钢筋混凝土，框架结构AbstractThe subject of this graduation project

4、is the Commerce Building Design of Changzhou Yigou, and the form of the base structure of this building is frame structure of cast-in-place concrete,with the total length of 65m,with the total wedth of 23m,with the total height of 23.0m,and with the total built-up area of 5695m2.The building has fiv

5、e stories and the height of bottom layer and other layers are 4.2m. This design implementation of the “applicable,robust,economic,aesthetic” in accordance with the specification of the architectural design,seriously consider the various factors that affect the design ,taking into account the archite

6、ctural design features,technologies and image. The purpose of the graduation design including the following contents:Architecture Design：according the building function to arrange the rooms of the building, determine the architectural style and the material of the building and draw the architectural

7、 working drawing；Stricture Design：Determine the construction arrangement and the calculate concise picture；Determine beam、column cross-section size；Load calculate. Including gravity load、horizontal earthquake load and so on；Load effect combination；Calculate the required reinforcing bar of the beam a

8、nd column；Foundation design；Draw the working drawing of building structure. The design overall consideration of the architectural and structural design of the harmony and unity,so that under reasonable conditions, architectural design more in line with peoples aesthetic point of view,the structural

9、design is more secure .Key words: architecture design；structure design； reinforced concrete； frame structure 目录前 言7文献综述8 设计条件与设计目的8 建筑设计81 平面设计82 立面设计10 建筑结构设计101 楼盖设计112 框架设计123 基础设计164 楼梯设计17 总结18第一章 建筑设计说明191.1 工程概况191.1.1课题名称191.1.2建设场地191.1.3建设规模191.2 设计依据191.2.1 设计原始资料191.3 建筑总平面布置201.4 建筑平面设计

10、201.4.1 柱网布置201.4.2 平面布局211.5 建筑剖面设计211.5.1 房屋高度尺寸的确定211.5.2 室内外高差的确定211.6 建筑立面设计22第二章 结构设计说明242.1 结构体系242.2 结构布置242.2.1 结构平面布置图242.2.2 构件材料及尺寸242.3 重力荷载计算252.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值252.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值26第三章 板的内力计算273.1 双向板273.1.1楼面板计算273.1.2屋面板计算313.2 单向板343.2.1楼面板计算343.2.2屋面板计算36第四章 次梁设计384.1 楼面次梁计算384.

11、1.1 AB跨、213轴线间次梁计算384.1.2 B轴线、114轴线间次梁计算404.1.3 A轴线、213轴线间次梁计算434.2 屋面次梁计算454.2.1 AB跨、114轴线间次梁计算45第五章 计算简图及梁柱线刚度485.1 确定框架计算简图485.2 框架梁柱线刚度48第六章 荷载计算506.2 恒荷载计算506.3 活荷载计算54第七章 竖向荷载作用下框架内力分析577.1 恒荷载作用下内力计算577.1.1 楼面固端弯矩计算577.1.2屋面固端弯矩计算577.1.3标准层弯矩分配577.1.4底层弯矩分配587.1.5 顶层弯矩分配597.2 活荷载作用下的内力计算637.2

12、.1 楼面固端弯矩计算637.2.2屋面固端弯矩计算637.2.3活荷载作用下框架的弯矩二次分配法63第八章 水平荷载作用下框架的内力分析678.1 重力荷载代表值计算678.1.1 第一层重力荷载代表值计算678.1.2 第二至五层重力荷载代表值计算688.1.3 第六层重力荷载代表值计算698.1.4 屋顶层重力荷载代表值计算708.2 框架侧移刚度计算718.3 框架横向自振周期的计算728.4 水平地震作用计算728.5 水平地震作用的位移计算738.6 水平地震作用下的框架的内力计算74第九章 框架的内力组合799.1 梁的弯矩调幅799.2 框架梁的内力组合809.3 框架柱的内力

13、组合82第十章 截面设计8410.1 截面设计8410.1.1 承载力抗震调整8410.2 横向框架梁的截面设计8410.2.1 横向框架梁的正截面设计8410.2.2 横向框架梁的斜截面受剪承载力设计9310.3 横向框架柱的截面设计10110.3.1 横向框架柱的正截面设计10110.3.2 柱斜截面承载力计算106第十一章 楼梯设计11111.1标准层楼梯计算11111.1.1 设计参数11111.1.3 平台板计算11211.1.4 平台梁计算113第十二章 基础设计-114 12.1 基础顶面内力组合值计算11412.1.1 外柱基础11412.2 外柱基础的设计11512.2.1

14、地基持力层的确定11512.2.2 外柱（即为A和D轴柱）独立基础设计11512.3 内柱基础的设计11912.3.1 地基持力层的确定11912.3.2 内柱（即为B和C轴柱）独立基础设计119外文文献原文：123外文文献翻译：129参考文献135致谢136前 言随着国家投资四万亿到基础性建设政策的逐步推进，我国的建筑市场逐渐回暖，以此拉动的国民经济增长更是十分显著。土木工程无疑在这场大规模的基础性建设中担任主力军的角色，任重而道远。土木工程专业的毕业设计教学过程，是学生在毕业前的最后的学习和综合训练阶段，是深化、拓宽、综合教学的重要过程。它不仅巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用

15、这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着非常重要的作用。在大学四年的学习中，我们是从最基本的建筑制图学起，在老师的细心指导下一步一步成长起来，对土木工程的认识与理解逐渐加深。结构设计作为土木工程中一个重要的方面，它既体现了基础，又涵盖了重点。作为一名设计人员，要求具备扎实的理论基础与丰富的实践经验，同时更要求设计人员有一颗强烈的责任心。本次毕业设计给了我一次锻炼的机会。通过这次毕业设计，我把以前学习的各个学科的知识点有力的串联在了一起，加深了我对理论知识的认识，同时也使我对“做工程”这三个字有了新的定义与理解。不仅如此，在设计的各个环节中，

16、我更检查出了自己以前学习的不足，纠正了我以前理解有错误的地方，提高了我分析问题、解决问题、综合应用专业知识的能力。由于学习土木工程的时间不长，对专业知识的理解不够充分，设计能力有限，其中有待提高的东西还很多，敬请老师批评指正，以便我能进一步提高！ 2015年5月10日文献综述 设计条件与设计目的作为一名土木工程专业的本科生，毕业设计是大学阶段尤为重要的环节，是学生在毕业前的最后学习和综合训练阶段，是深化、拓宽、综合教学的重要过程。它不仅巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着非常重要的作用。它是

17、对我们大学阶段所学知识的一次综合运用，也是为我们今后走向工作岗位打下坚实基础，它不但是使我们各方面的只是系统化，而且是我们所学知识实践化。通过毕业设计，要求我们了解并且掌握房屋建筑设计的全过程，同是培养我们独立分析解决问题的能力和创造能力，并锻炼我们调查研究，查阅资料及阅读中外文献的能力，更需要我们学会从资料中获取对自己有用的知识。我的毕业设计题目是常州市易购商业楼建筑结构设计，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，总长度为65m，总宽度为23m, 总高度为23m，总建筑面积为5695m2。工程地质资料经某勘测设计研究院现场实地勘测。通过对土层的分析，我们可以大致估计第三土层既可作为房屋基础的持

18、力层使用。此次毕业设计旨在使毕业生进一步了解和掌握建筑，结构设计的一般方法和步骤，检验和巩固所学的理论知识，提高分析问题，解决问题的能力，培养学生的工程实践能力，提高学生的综合素质。 建筑设计1 平面设计 建筑平面设计的任务就是充分研究几个部分的特征和相互关系，以及平面与周围环境的关系，在各种复杂的关系找出平面设计的规律，使建筑能满足功能，技术，经济，美观的要求。对主要房间平面设计的要求有： 1.房间的面积，形式和尺寸要满足室内使用活动和设备合理布置的要求; 2.门窗的大小和位置应考虑房间中的出入方便，疏散安全，采光通风良好； 3.房间的构成应使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合

19、，所用材料要符合相应的标准； 4.室内空间及顶棚，各个墙面和构建细部，要考虑人们的使用要求和审美要求。 除了满足设备布置及人们使用活动外，还应该保证有良好的视听条件。房间不可太窄太长，否则不利用适用建筑常见的房间形状有矩形、方形、多边形、圆形等，一般功能要求的建筑房间形状常采用矩形，其主要原因如下: 1、矩形平面体型简单，墙体垂直，便于设备的安排，适用上能充分利用室内有效面积，有较大的灵活性； 2、结构布置简单，便于施工； 3、矩形平面便于统一开间、进深，有利于平面和空间的组合。良好的采光条件也是一个建筑所必须的。一般房间单侧或双侧采光，因此，房间的深度常受到采光的限制。为保证室内采光的要求，

20、一般单侧采光时进深不大于窗上口至距离的2倍，双侧采光时进深可较单侧采光时增大一倍。经济合理的结构布置，一般建筑常采用墙体承重的梁板式结构和框架结构体系。另外，建筑要符合建筑模数协调统一标准的要求，按照建筑模数协调统一标准的规定，房间的开间进深一般以300mm为模数。 辅助使用房间设计厕所设计，厕所按其使用特点可分为专用厕所和公用厕所，厕所卫生设备主要有大便器、小便器、洗手盆、污水池等。大便器有蹲式和坐式两种，可根据建筑标准和使用习惯分别选用。蹲式大便器使用卫生间，便于清洁，对于使用频繁的公共建筑如学校、医院、办公楼、车站等尤其适用。而标准较高，使用人数少或老年人使用的厕所如宾馆、敬老院等易采用

21、坐式大便器。 交通联系部门设计走道又称过道、走廊。凡走道一侧或两侧空旷者称为走廊。走道是用来联系同层内各大小房间用的，有时也兼有其他的从属功能。按走道的使用性质不同，可以分为三种情况：1.完全为交通需要而设置的走道，这类走道一般不允许安排做其他用途；2.主要为交通联系同时兼有其他功能的走道，这类走道的宽度和面积应相应增加；3.多种功能综合使用的走道，如展览馆的走道应满足边走边看的要求； 一般民用建筑的常用走道宽度如下：当走道两侧布置房间时，学校为2.13.0m，门诊部为2.43.0m，办公楼为2.12.4m，旅馆为1.52.1m，作为局部联系或住宅内部走道宽度不应小于0.9m，当走道一侧布置房

22、间时，其走道的宽度可相应减小。 走道的长度应根据建筑性质、耐火等级及防火规范来确定。直接通向疏散走道的最远一点房间疏散门至最近的外部出口或封闭楼梯间的距离必须控制在一定的范围内。2 立面设计建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部形体和立面反映内部空间的体征，但绝不能简单的理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加工，是建筑设计完成后的最后处理，而应与平，剖面设计同时进行，并贯穿于整个设计的初始，在方案设计一开始，就应在功能，物质技术条件等制约下按照美观的要求考虑建筑体型及立面的雏形。随着设计的不断深入，在平，剖面设计的基础上对建筑外部形象从总体到细部反复推敲，协调，深化，使之达到形

23、式与内容完美的统一，这是建筑体型和立面设计的主要方法。建筑体型和立面设计不能离开物质技术发展的水平和特定的功能，环境而任意塑造，它在很大程度上要受到使用功能，材料，结构施工技术，经济条件及周围环境的制约，因此，每一栋建筑物都具有自己独特的形式和特点。除此之外，还要受到不同的国家的自然社会条件，生活习惯和历史传统等各方面综合因数的影响，建筑外形不可能避免地要反映出特定历史时期，特定名族和地区的特点，使之具有时代气息，名族风格和地区特色，只有全面考虑上述因素，运用建筑艺术造型构图规律来塑造建筑体型和立面造型，才能创造出真实，纯洁，具有强烈感染力的建筑形象。常州市易购商业楼楼底及标准层层高均为为4.

24、2m。在墙面装修上采用白色和灰色，配合楼顶的构架层，给人以现代感和强烈感染力。1.房间的立面形状房间的立面形状可分为矩形和非矩形两类，大多数民用建筑均采用矩形。只是因为矩形立面简单、规则 、便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，同时结构简单，施工方便。非矩形立面常用于有特殊要求的房间。2.房屋各部分高度的确定 房间的立面设计，首先需要确定房间的净高和层高。房间的净高是指楼地面到结构层底面或顶棚下表面之间的距离。层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离；为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外地面形成一定的高差，该高差主要由以下因素确定。

25、1 ) 内外联系方便。2）防水、防潮要求。3）地形及环境条件。4）建筑物性格特点。建筑设计中一般以低层室内地面标高为0.000，高于它的为正值，低于它的为负值。 建筑结构设计考虑到安全和承载能力以及高度要求，本建筑结构采用的是框架填充墙结构。现代建筑多采用框架结构，框减结构、框筒结构等结构体系。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构有钢筋混泥土框架和钢框架，而钢筋混泥土框架在建筑中较为常用，也是运用最为广泛的建筑形式，能满足防火，抗震要求的。1 楼盖设计 现浇楼盖具有刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，防水性好，对不规则平面的适应性强，开洞容易的的优点在楼盖的选择上采用现浇单向板肋

26、梁楼盖。 现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤为：1、结构平面布置，并初步拟定板厚和主次梁的截面尺寸；2、确定粱、板的计算简图；3、粱、板的内力分析；4、截面配筋及构造措施；5、绘制施工图。在进行楼盖设计的结构布置时，应注意一些问题：1.受力合理。荷载传递要简洁，粱宜拉通，避免凌乱；主梁跨间最好不要只布置1根次梁，以减少主梁跨间弯矩的不均匀性；尽量避免将粱，特别是主梁搁置在门窗过梁上；楼板上开有较大尺寸（大于800mm）的洞口时，应在洞口周边设置加劲的小梁。2.满足建筑要求。不封闭的阳台、厨房间和卫生间的板面标高宜低于其他部位30-50mm（现时，有室内地面装修的，也常做平）；当不做吊顶时，一个房间平

27、面内不宜只放一根梁。3.方便施工。梁的截面不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时。现浇单向板肋楼盖中，板、次梁、主梁的计算模型为连续板或连续梁，其中，次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙式主梁的支座。为简化计算，通常作如下假定:1.支座可以自由转动，但没有竖向位移；2.不考虑薄膜效应对板内力的影响；3.在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时，分别忽略板、次梁的连续性，按简支结构构件计算支座竖向反力；4.跨数超过五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差不超过10%时，可按五跨连续梁、板计算。对于单向板可取1m带宽的板带作为其计算单元，在此

28、范围内的楼面均布荷载便是该板带承受的荷载，即为计算构件负荷的楼面面积。楼盖中部主次梁截面形状都是两侧带翼缘（板）的T形截面，每侧翼缘板的计算宽度取与相邻中心距的一半。次梁承受板传来的均布线荷载，主梁承受次梁传来的集中荷载，一根次梁的负荷范围以及次梁传给主梁的集中范围。计算跨度，某一跨的计算跨度应取该跨两端支座处转动点之间的距离。按弹性理论计算时，中间各跨取取支撑中心线之间的距离，边跨由于端支座情况有差别，与中间跨的取值方法不同。荷载取值，确定荷载效应组合的设计值时，恒荷载的分项系数取为：当其效应对于结构不利时，对由活荷载效应控制的组合，取1.2，对由恒荷载效应控制的组合，取1.35；当其效应对

29、结构有利时，一般情况，取1.0，对抗倾覆和侧滑移验算取0.9.活荷载的分项系数一般情况下取1.4。2 框架设计框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成。按施工方法的不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内力和变形。水平荷载作用下框架结构的侧移限值通常控制梁、柱截面尺寸。框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力。使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向框架结构的变形，形

30、成框架结构的整体弯曲变形。当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。建筑设计要求建筑物功能分区合理，房屋布置适宜，满足各项使用功能要求；结构设计要求结构布置合理，构件设计安全经济合理。2.1框架结构体系的特点：结构自重较轻。建筑立面容易处理。计算理论比较成熟。设计时要控制高宽比。建筑平面布置灵活，能获得较大空间，也可按需要做成小房间。整体侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时候影响正常使用。2.2框架结构体系选择的因素及适用范围：1.考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。2.考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件

31、等因素。3.非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用于多层及小高层建筑。4.框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则。5.框架结构是由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度不宜超过28米。在8度设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米。超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。2.3框架结构布置原则：1.结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。2.控制结构高

32、宽比，以减少水平荷载下的侧移。3.尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。4.厂房的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当厂房长度超过规定值时，可设伸缩缝将厂房分成若干温度区段。2.4框架结构的承重方案：根据承重框架布置方式不同，框架承重体系可分为：1.横向框架承重方案：在横向上布置主梁，在纵向上设置联系粱。楼板支撑在在横向框架上，楼面竖向荷载传给横向框架主梁。由于横向框架跨数较少，主梁沿框架横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。由于竖向荷载主要通过横梁传递，所以纵向联系粱往往截面尺寸较大，对于给定的净空要求使结构层高增加。2.纵向框架承重方案：在纵向上布置框架主梁，在横向上布

33、置连系梁。楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。由于连系梁截面尺寸较小，这样对于大空间房屋，净空较大。房屋布置灵活。不利的一面是进深尺寸受到板长度的限制，同时房屋的横向刚度较小。3.纵横向框架混合承重方案：框架在纵横向两个方向上均布置主梁。楼板的竖向荷载沿两个方向传递。柱网较小的现浇楼盖，楼板可以不设井字粱直接支撑在框架主梁上。由于这种方案沿两个方向传力，因此受力较均匀，整体性也较好，通常按空间框架体系来进行内力分析。2.5框架结构内力与水平位移的近似计算方法（1） 竖向荷载作用下的分层法框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似的采用分层法。其假定为：1.没有水平位移；2.某楼层的竖向荷载只对本层框架

34、梁及与其相连的楼层柱产生内力。 为了减小误差，在采用分层法计算时，应作以下修正：除底层以外的其他各层柱的线刚度均乘以0.9的折减系数；除底层以外的其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3. （2） 弯矩二次分配法 此法是对弯矩分配法的进一步简化，在忽略竖向荷载作用下框架节点侧移时采用。具体做法是将各节点的不平衡弯矩同时传递，并以两次分配为限。其计算步骤如下： 1）计算各节点的弯矩分配系数； 2）计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩； 3）计算框架各节点的不平衡弯矩； 4）将各节点的不平衡弯矩同时进行分配，并向远端传递（传递系数均为1/2），在将各节点不平衡弯矩分配一次，几个结束。 玩具二次分配法所得

35、结果与精确法相比，误差甚小，其计算精度已可满足工程设计要求。（3）水平荷载作用下的反弯点法水平荷载作用下的反弯点法的假定为：1） 在确定反弯点位置时，假定柱上端与下端的转角相等（底层柱除外，其下端为0）；2）在确定同层各柱剪力分配时，假定节点转角为零，即认为梁的线刚度为无穷大。3）梁端弯矩可由节点平衡条件求出，并按节点左右梁的线刚度进行分配。根据以上假定有：1）反弯点位置由假定（1）有：底层柱反弯点近似为距柱下端2/3底层层高处，其余层柱反弯点位于层高的中点；2）柱的侧移刚度D。侧移刚度D。是表示柱上下端产生单位相对水平位移时，在柱顶所需施加的水平剪力。根据假定（2）各柱无转角，只有层间位移，

36、柱顶剪力3）同层各柱剪力的确定现以n层，每层有m个柱子的框架为例，说明第j层各柱剪力的分配。将框架沿第j层各柱的反弯点处切开以剪力和轴力,得计算简图。根据水平力平衡条件有： ， 根据假定（2），同层各柱的层间侧移相等，得：将有，j层任一柱k分配的剪力为：即同层各柱剪力按各柱间的侧移刚度比进行分配。 （4）水平荷载下的D值法D值法有四项假定：1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic。2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为。3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为。4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4。2.6内力组合1.控制

37、截面的选取框架柱的弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化的，因此可取各层柱的上下端截面作为控制截面。对于框架梁来说，在水平力和竖向荷载的共同作用下，剪力沿粱轴线呈线性变化，弯矩则呈抛物线形变化，因此，除取粱的两端为控制截面外，还应在跨间取最大正弯矩的截面为控制截面。2.最不利内力组合对于框架结构梁、柱的最不利内力组合为：梁端截面：+、；粱跨中截面:；柱端截面:|max及相应的N、V；及相应的M； 及相应的M。3.竖向活荷载的最不利位置活荷载的最不利布置有分跨计算组合法、最不利荷载位置法、分层组合法和满布荷载法等四种方法。对于分层组合法，对活荷载的最不利布置作如下简化：1） 对于粱，只考虑本层活荷载的

38、最不利布置，而不考虑其他层活荷载的影响。因此，其布置方法和连续梁的活荷载最不利布置方法相同；2） 对于柱端弯矩，只考虑柱相邻上、下层的活荷载的影响，而不考虑其他层活荷载的影响。3）对于柱最大轴力，则考虑在该层以上所有层中与该柱相邻的粱上满布荷载的情况，但对于与柱不相邻的上层活荷载，仅考虑其轴向力的传递而不考虑其弯矩的作用。4.荷载组合 q、w-楼面活荷载组合值系数、风荷载组合值系数永久荷载效应起控制作用时分别取：0.7、0.0可变荷载效应起控制作用时分取：1.0、0.6或0.7（0.9）、1.0荷载分项系数的取值：（a）永久荷载分项系数Rg 对结构不利：对由活荷载效应控制的组合，取1.2 对由

39、恒荷载效应控制的组合，取1.35 对结构有利时，一般情况取1.0 （b）楼面活荷载分项系数Rg：一般情况下取1.4 （c）分荷载分项系数Rw：一般情况下取1.43 基础设计工程地质资料（1）建筑场地平坦，没有不利地质情况，无软弱下卧层；（2）地基土剖面图。其他有关设计资料可根据建筑物所在地区的具体情况，所需设计参数可参照现行行业规范确定，地下稳定水位距地坪-4m以下；（3）表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑场地类:类场地土;地震设防烈度:7度(0.10g)桩基础设计应满足下列基本条件:1、单桩承受的竖向荷载不应超过单桩竖向承载力特征值；2、桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；3、对位于坡

40、地岸边的桩基础进行稳定性验算。上述土层结构满足上述要求u，故采用桩基础。桩基础设计其主要内容包括：1、桩的类型和几何尺寸选择；2、单桩竖向（和水平向）承载力的确定；3、确定桩的数量、间距和平面布置；4、桩基础承载力和沉降验算；5、桩身结构设计；6、承台设计；7、绘制桩基础施工图。确定地基承载力特征值的方法主要有四类：1、根据土的抗剪强度指标以理论公式计算；2、由现场荷载试验的p-s曲线确定；3、按规范提供的承载力表确定；4、在土质基本相同的情况下、参照临近建筑物的工程经验确定。单桩竖向承载力Qu由桩侧总极限摩擦阻力和桩端总极限阻力组成，可忽略两者间的相互影响，以单桩竖向极限承载力Qu除以安全系

41、数K（通常取值为2）即得到单桩竖向承载力特征值Ra。由于地基有很好的持力层，故采用柱下独立基础，它具有施工简单，沉桩进度快等特点。4 楼梯设计楼梯是多层及高层房屋中的重要组成部分，楼梯的平面布置，她不尺寸，栏杆形式都由建筑设计确定，板式楼梯和梁式楼梯时最常见的楼梯形式，板式楼梯由梯段板，平台板和平台梁组成。学校行政楼踏步常用尺寸为：踏步高140mm160mm，踏步宽280mm340mm，中间平台宽度应不小于楼梯宽度，以保证通行顺畅，并不小于1200mm。楼梯宽度应以60200mm为宜，若大于200mm，则应考虑安全措施。在设计中采用梁式楼梯设计。共设三部楼梯，主楼梯为梯间宽度5760mm，边梯

42、段宽1500，中梯段宽2560mm的双分平行楼梯.辅助楼梯为梯间宽3060mm，梯段宽为1480mm的双跑楼梯。楼梯在平面设计中提到使用梁式楼梯。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。楼梯的结构设计步骤包括：1、根据建筑要求和施工条件和施工条件，确定楼梯的结构形式和结构布置；2、根据建筑类别，确定楼梯的活荷载标准值；3、进行楼梯各部件额内力分析和截面设计；4、绘制施工图，处理连接部件的配筋构造。踏步板两端支撑在斜梁上，按两端简支的单板计算，一般取一个踏步作为计算单元。踏步板为楼梯截面，板厚一般不小于30-40mm。每一个踏步一般需配置不少于26的受力钢筋，沿斜面布置的分布筋直径不少于6，

43、间距不大于300mm。斜梁的内力计算与板式楼梯的斜板相同，踏步可能位于斜梁截面的上部。也可能位于下部、计算截面高度可取为矩形截面。平台梁主要承受斜梁传来的集中荷载（由上、下跑楼梯传来）和平台板传来的均布荷载，平台梁一般按简支梁计算。 总结建筑设计要遵循安全、适用、经济、美观且便于后期建筑结构设计与施工的原则的。但往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便，用偏于安全的简化计算方法计算，虽然既省事又保证安全，却增加了造价。由此可见这五个方面各有所重。又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。在实际设计时还需注意的问题还有很多，需要改良的地

44、方很多，设计就是一个不断改良，将最初的设计理念在图纸上展现出来。第一章 建筑设计说明1.1 工程概况1.1.1课题名称 常州市易购商业楼建筑结构设计1.1.2建设场地1 商业楼位于常州市解放路，建筑规划总平面（见下图）。1.1.3建设规模 该实验楼建筑面积约5695m2，层数5层，钢筋混凝土框架结构。1.2 设计依据1.2.1 设计原始资料 工程地质资料经某勘测设计研究院现场实地勘测，结果如下：1）建筑场地平坦，没有不利地质情况，无软弱下卧层。2）地基土剖面图（见附表1）。其它有关设计资料可根据建筑物所在地区的具体情况，所需设计参数可参照现行规范的有关规定确定。表 建筑地层一览表(标准值)序号

45、岩土类别描 述底层埋深(m)厚度范围(m)地基承载力标准值fk (Kpa)1杂填土由沙土组成、呈松散状态0.81.30.81.32可塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，可塑状态1.12.80.31.52203硬塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，底部夹少量风化残砾、硬塑状态3.33.82.21.0 2904强风化花冈闪长岩浅黄黄褐色、中颗粒、块状构造6.08.02.74.23601. 地下稳定水位距地坪-5m以下；表中给定土层深度由自然地坪算起。 建筑场地类别：类场地土。1.3 建筑总平面布置基于综合服务楼建筑的使用功能和外观形式的要求，整个规划设计力求色彩简洁，外型大方，形成具有简洁明快时代特征

46、的建筑风格。首先根据给定的房间的面积、个数、用途初步定出功能分区，分别处理好主用功能与次要功能分区，静与闹的关系，建筑功能的对内对外的关系，同时注意人流分析，避免发生不必要的人流交叉。考虑到拟建建筑与道路和原有建筑的对位关系，人流疏散的问题和所给场地局限性，综合服务楼的入口方向朝南。该建筑耐火等级为二级，四周较空旷，房屋间距满足防火间距的要求，且建筑周围绿化面积也满足绿化率要求。消防车道还可以利用建筑周边道路，消防车可以到达建筑每个位置。另外，建筑的日照，通风，卫生等要求均能满足。1.4 建筑平面设计1.4.1 柱网布置该建筑主要用于商场，需要较大的空间，所以取进深7.2m，采用柱距为7.2m

47、，大柱网建筑布置灵活，使用方便，技术经济指标也比较高。在建筑中柱网布置如图1.1所示图1.1 柱网布置图1.4.2 平面布局依任务书的要求，本建筑平面布置成矩形，要结合自然采光和通风等条件，根据建筑使用要求合理布置房间。 本工程在建筑中部设置一部主要楼梯，还在建筑两端各设有一部疏散楼梯，满足建筑设计防火规范（GB500162006）安全疏散的要求。本工程建筑设计的底层平面图如图1.2所示。图1.2 底层建筑平面图1.5 建筑剖面设计1.5.1 房屋高度尺寸的确定该建筑为5层，因为框架梁跨度较大，故而楼盖梁高相应地增大，商场一般采用大柱距，层高较高，为了满足使用功能和舒适度的要求，楼层层高取4.

48、2m。1.5.2 室内外高差的确定 为了防止室外雨水流入室内，防止建筑物因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为450mm。建筑剖面图如图1.3所示。 图1.3 建筑剖面图1.6 建筑立面设计本工程窗采用4.5m2.4m、2.4m2.1m、1.8m1.8m的推拉窗，局部窗型变化且呈对称布置。出入口大门均采用玻璃门，主出入口采用钢结构雨篷，其余墙面则采用白色和灰色漆料喷涂做饰面。另外，正立面在二三层中部部分悬挑，使建筑外形形成立体的错位组合，整体风格简洁明快，朴实大方，体现出了现代建筑的性格特征。图1.4 .1建筑正立面图图1.4 .2建筑背立面图第二章 结构设计说明2.

49、1 结构体系本建筑为商业楼，为获得较大的空间，故选择建筑平面布置比较灵活的框架结构体系，框架结构建筑立面容易处理，结构自重较轻。且本建筑楼层数为五层，选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。2.2 结构布置2.2.1 结构平面布置图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面图、剖面图分别见建筑设计部分图1.2和图1.3。根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理，拟定柱距为7.2m，跨度为7.2m。结构布置图如图2.1所示。图2-1 楼板及次梁布置图 2.2.2 构件材料及尺寸（1）现浇板主体结构共5层，层高为4.2m，内外墙的做法：内外墙均砌2

50、00厚空心砌块砖，门窗详见门窗表，楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。按单向板设计，厚度不应小于跨度的1/40。 板厚取120 mm：（2）框架梁梁截面尺寸的估算： 主梁梁高按梁跨度的1/151/10估算，次梁梁高按梁跨度的1/181/12估算，梁截面宽度均按梁截面高度的1/31/2估算，由此估算的梁截面尺寸见表2.1，表中还给出了梁的混凝土强度等级。表2.1 梁截面尺寸及混凝土强度等级表构件混凝土强度等级b/mmh/mmAB跨主梁C30300700BC跨主梁C30300700次梁C30250600（3）框架柱本建筑主体结构五层，总高度小于30m，常州地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10

51、g，第一组。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第6.1.2条和第6.3.6条规定，本框架结构房屋的抗震等级为三级，柱轴压比限值为0.85，取柱混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2），由此可估算出柱的截面尺寸。由图2.1可知边柱及中柱的负载面积分别为5.254.8和5.253.6，各层的重力荷载代表值近似取为14kN/m2。边柱轴力增大系数取1.3，中柱轴力增大系数取1.25。则柱截面尺寸估算为：中柱：边柱：根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估计柱的尺寸为600600360000293212.1，边柱的尺寸为50050

52、0。2.3 重力荷载计算2.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值1.屋面（上人）恒荷载标准值 20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm 0.0220+0.0217=0.74采用三毡四油防水层； 0.3020厚1：3水泥砂浆找平层 0.0217=0.3480厚防水树脂珍珠岩保温层 0.082.0=0.1620厚水泥砂浆找平层 0.0217=0.341：8水泥炉渣找坡层 0.01810=0.18120厚现浇混凝土板 0.1225=3.020厚板底抹灰 0.02m170.38屋面恒荷载标准值 5.442.标准层楼面恒荷载标准值20厚陶瓷地面层配水泥砂浆擦缝 0.0225=0.510厚1：3

53、干硬性水泥砂浆找平层 0.120=0.22厚干水泥并撒清水适量 0.00212.5=0.0310厚1：3水泥砂浆结合层 0.0120=0.2120厚现浇混凝土板 0.1225=3.020厚板底抹灰 0.02m170.38楼面恒荷载标准值 4.31设计时，屋面恒荷载标准值取5.5KN/m2，标准层楼面恒荷载标准值取4.5KN/m2。2.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值本建筑为民用建筑，楼面活荷载标准值根据房间用途按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)表4.1.1的规定采用；屋面活荷载根据屋面类别按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)表4.3.1的规定采用；屋面水平投影面上的雪荷载

54、标准值按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)式6.1.1计算，结果如下: 屋面为不上人屋面。楼面活荷载标准值 3.5 kN/m2屋面雪荷载标准值 式中：为屋面积雪分布系数，本建筑为平屋顶，故取1.0。(说明：其中屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大值。) 第三章 板的内力计算 依据单向板和双向板的定义可知，板为双向板，计算具有代表性的板：ABCDEFG（双向板）,HI(单向板)。 3.1 双向板3.1.1楼面板计算采用弹性理论的设计方法来进行计算 荷载设计值 板的永久荷载标准值 4.31kN/m2 板的可变荷载标准值 3.5kN/m2 永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.

55、4.于是板的 永久荷载设计值 g=4.311.2=5.17kN/m2 可变荷载设计值 q=3.51.4=4.9kN/m2 g+q=10.1kN/m2 g+q/2=7.62kN/m2 q/2=2.45kN/m2 计算跨度：两端均与梁（柱）整体连接，因此 弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定时在g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在间隔布置q/2作用下的跨中弯矩值之和。计算时泊松比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定时g+q作用下的弯矩。 截面设计截面有效高度：考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大，故应将短跨方向的跨中受拉钢筋放在长跨方向的下侧。短跨方向，；长跨方向；。我们由计算可知，有双向板

56、配筋率偏小，现按最小配筋率计算配筋：由此时，可配C8200，AS=251mm2. 截面配筋计算结果及实际配筋见下表按弹性理论设计的楼面弯矩值 项目 区格ABCD 3.63.63.63.6 7.27.27.27.2 0.50.50.50.5 (0.040+0.00380.2)7.623.62+(0.0965+0.20.0174)2.453.62 =7.200(0.0408+0.00280.2)7.623.62+(0.0965+0.20.0174)2.453.62=7.259(0.0408+0.00280.2)7.623.62+(0.0965+0.20.0174)2.453.62=7.259(0.

57、0559+0.00790.2)7.623.62+(0.0965+0.20.0174)2.453.62 =8.851 (0.0038+0.0400.2)6.573.62+(0.0174+0.20.0965)x2.453.62 =2.17 (0.0028+0.04080.2)7.623.62+(0.0174+0.20.0965)2.453.62 =2.248(0.0028+0.04080.2)7.623.62+(0.0174+0.20.0965)2.453.62 =2.248(0.0079+0.05590.2)7.623.62+(0.0174+0.20.0965)2.453.62 =3.050 -0.082910.13.62 =-10.851-0.083610.13.62 =